Солнечные электростанции на орбите Кларка

Сообщение №18125 от ВАдим 07 марта 2003 г. 07:33
Тема: Солнечные электростанции на орбите Кларка

Идея о том, чтобы смонтировать на орбите установки, которые передавали бы солнечную энергию на Землю, существует уже давно. До сих пор подобные проекты обсуждались главным образом в Японии и Соединённых Штатах, но теперь этим вопросом всерьёз заинтересовались европейские учёные.

Впервые идею создания орбитальных солнечных электростанций высказал американец Петер Глейзер в 1968 году. Через одиннадцать лет специалисты NASA представили доклад, в котором оценивались реальные перспективы подобного проекта. Эксперты пришли к выводу, что для производства, например, пяти гигаватт энергии на геостационарной орбите потребуется смонтировать 60 солярных установок, а это будет стоить, ни много ни мало, 250 миллиардов долларов.

Рассмотрение проекта отложили на несколько лет. Затем в 1995 году эксперты NASA представили новую концепцию, которая подразумевала применение при строительстве модульного монтажа, что позволило бы упростить процесс и сократить расходы. С тех пор идея активно обсуждается, а недавно этими планами заинтересовались европейцы.

"Мы начали разработку идей для масштабного европейского проекта. Мы представляем себе солнечные электростанции не только на земной орбите, но и на поверхности Луны", говорит Искандер Гёкальп, эксперт французского национального исследовательского агентства. По его мнению, орбитальные солярные установки, похожие на паруса, уже через 50 лет могли бы частично решить энергетические проблемы человечества. Главное преимущество этого метода состоит в том, что в космосе нет атмосферы, которая поглощала бы солнечное излучение, в результате чего, по оценкам экспертов, батареи будут работать почти в десять раз эффективнее, чем на Земле.

Прежде всего, однако, надо решить другую проблему. Для того, чтобы смонтировать в космосе солнечную электростанцию, туда требуется доставить огромное количество строительных материалов. Европейские учёные произвели необходимые расчёты. Одну из концепций представил Вольфганг Зебольдт, эксперт Немецкого центра авиационных и космических исследований в Кёльне.

По его представлению, орбитальная солнечная батарея выглядит следующим образом: на 15-километровой центральной мачте попарно закреплены 120 квадратных "парусов", площадью 22 тысячи квадратных метров каждый. При этом толщина "паруса" будет составлять всего 12 микрометров.

Полученная таким образом энергия (7,4 мегаватт от каждой пары "парусов") передаётся через проложенный в мачте кабель на микроволновую антенну диаметром около километра. Затем энергия в виде пучка микроволн уходит на Землю. Для преобразования этого пучка в электрический ток на поверхности планеты работают принимающие станции площадью около 150 квадратных километров каждая.

Любая из описанных солярных установок на орбите производила бы около 450 мегаватт энергии. Преобразование солнечной энергии в микроволны, а затем в электрический ток имеет КПД около 60 процентов, то есть от каждой батареи на Земле можно получить примерно 275 мегаватт.

Средняя годовая потребность Европы в электричестве к 2020 году оценивается в 515 гигаватт.
Чтобы выйти на этот уровень, по расчётам Зебольдта, необходимо построить 103 антенны-приёмника на Земле и 1870 солярных установок в космосе.

Для этого в ближайшие 20 лет требовалось бы производить примерно по 750 ракетных стартов в год. Сегодня с экономической точки зрения это совершенно нереально.

В настоящее время доставка на орбиту одного килограмма груза стоит около 40 тысяч долларов. По оценке Европейского космического агентства (ESA), орбитальные энергетические установки станут рентабельными только в том случае, если эту цену удастся снизить на два порядка, примерно до 500 долларов за килограмм.

Итак, общий вывод:

"Нам нужен очень дешёвый способ космической транспортировки",говорит Макс Калабро, специалист европейского авиационно-космического концерна EADS. По его словам, если эту проблему удастся решить, то солярные установки, возможно, появятся не только на земной орбите, но и на Луне. При строительстве можно будет, вероятно, использовать лунные залежи полезных ископаемых, считает исследователь. Его оптимизм разделяет физик из Хьюстонского университета Дэвид Крисвелл. В статье для журнала "The Industial Physicist" он высказал мнение, что уже сегодня человек, теоретически, располагает необходимыми техническими возможностями для строительства энергетических установок на лунной поверхности.

Правда, как считают эксперты, если этот проект когда-нибудь действительно удастся осуществить, то между Землёй и Луной придётся, видимо, смонтировать несколько промежуточных передаточных станций. Впрочем, всё это дело будущего. Сегодня же учёные озабочены поиском источников финансирования.

Они надеются, что если на эти исследования будет выделено достаточно денег, то прототип первой орбитальной электростанции можно будет вывести в космос уже через десять лет.
[Владимир Иванов, Немецкая Волна]
www.dw-world.de


Отклики на это сообщение:

Физика в анимациях - Купить диск - Тесты по физике - Графики on-line

Реклама:
Rambler's Top100